KR100349479B1 - scroll compressor - Google Patents

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

A scroll compressor comprising a discharge port as small as possible is disclosed, which requires less recompressive force and has improved operational ability. The scroll compressor (1) comprises a casing (1A); a fixed scroll (8), movable in its axial direction, provided in the housing and comprising an end plate (10) and a spiral protrusion built on one face of the end plate; a revolving scroll (9) provided in the casing and comprising an end plate (17) and a spiral protrusion built on one face of the end plate, wherein the spiral protrusions of each scroll are engaged with each other so as to form a spiral compression chamber; and a back pressure block (13) for supporting the back face of the fixed scroll. In the structure, an introduced working gas is compressed in the compression chamber and then discharged according to the revolving operation of the revolving scroll; a discharge port (34) joining the compression chamber is formed in the end plate of the fixed scroll; the back pressure block has a ring shape, and the inner-peripheral face of the back pressure block and the back face of the fixed scroll form a high-pressure chamber; and a discharge valve (35) for opening and closing the discharge port is attached to the end plate of the fixed scroll and is provided in the high-pressure chamber. <IMAGE>

Description

스크롤 압축기{scroll compressor}Scroll compressor

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 이산화탄소 (CO2) 등의 초임계역 (超臨界域) 에서 냉매를 사용하는 증기압축 냉동 사이클에 적합한 스크롤 압축기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to scroll compressors and, more particularly, to scroll compressors suitable for vapor compression refrigeration cycles using refrigerants in supercritical zones such as carbon dioxide (CO 2 ).

최근 환경보호의 관점에서 증기압축 냉동 사이클에 있어서, 냉매의 탈 프론 대책의 하나로서 작동가스 (냉매가스) 로 이산화탄소 (CO2) 를 사용한 냉동 사이클 (이하, CO2사이클) 이 제안되고 있다 (예를 들면, 일본 특허공보 평7-18602호). 이 CO2사이클의 작동은 프론을 사용한 종래의 증기압축식 냉동 사이클과 동일하다. 즉, 도 6 (CO2몰리에르선도) 의 A-B-C-D-A 로 나타낸 바와 같이, 압축기에서 기상 (氣相) 상태의 CO2를 압축하고 (A-B), 이 고온압축의 기상 상태인 CO2를 방열기 (가스쿨러) 에서 냉각한다 (B-C). 그리고, 감압기에 의해 갑압하여 (C-D), 기액상 상태가 된 CO2를 증발시키고 (D-A), 증발 잠열을 공기 등의 외부유체로부터 빼앗아 외부유체를 냉각한다.Recently, in the steam compression refrigeration cycle, a refrigeration cycle (hereinafter referred to as a CO 2 cycle) using carbon dioxide (CO 2 ) as a working gas (refrigerant gas) has been proposed as a countermeasure for deproloning refrigerant in terms of environmental protection. For example, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 7-18602. The operation of this CO 2 cycle is the same as in a conventional vapor compression refrigeration cycle using a pron. That is, FIG. 6 (CO 2 Moliere diagram), gaseous (氣相) compressed CO 2 and the state of the (AB), a heat sink for the CO 2 gas phase conditions of high temperature compression (the gas cooler) in the compressor as indicated by ABCDA of Cool in (BC). Then, the pressure is reduced by the pressure reducer (CD) to evaporate the CO 2 in the gas-liquid state (DA), and the latent heat of evaporation is taken away from the external fluid such as air to cool the external fluid.

그런데, CO2의 임계온도는 약 31。 로 종래의 냉매인 프론의 임계점 온도와 비교하여 낮기 때문에, 여름철 등 외부기온이 높을 때에는 방열기측에서의 CO2의 온도가 CO2의 임계점 온도보다도 높아져 버린다. 즉, 방열기 출구측에 있어서 CO2는 응축하지 않는다 (선분 BC 가 포화액선 (SL) 과 교차하지 않는다). 또,방열기 출구측 (C 점) 의 상태는 압축기의 토출압력과 방열기 출구측에서의 CO2온도에 따라 결정되고, 방열기 출구측에서의 CO2온도는 방열기의 방열능력과 외기온도 (제어불가) 에 의해 결정되기 때문에, 방열기 출구에서의 온도는 실질적으로는 제어할 수가 없다. 따라서, 방열기 출구측 (C 점) 의 상태는 압축기의 토출압력 (방열기 출구측 압력) 을 제어함으로써 제어가 가능해진다. 즉, 여름철 등 외부기온이 높을 때에는, 충분한 냉각능력 (엔탈피 차) 을 확보하기 위해서는 E-F-G-H-E 로 나타내는 바와 같이 방열기 출구측 압력을 높게 할 필요가 있다. 그 때문에, 압축기의 운전압력을 종래의 프론을 사용한 냉동 사이클에 비해 높게 할 필요가 있다. 차량용 공조장치를 예로 들면, 상기 압축기의 운전압력은 종래의 R134 (프론) 에서는 3 kg/cm2정도임에 비해 CO2에서는 40 kg/cm2정도로 높고, 또 운전정지압력은 R134 (프론) 에서는 15 kg/cm2정도임에 비해 CO2에서는 100 kg/cm2정도로 높아진다.However, the critical temperature of CO 2 is about 31 to is low compared to the critical point temperature of a conventional refrigerant CFC, when the outdoor air temperature is high such as in summer, the temperature of the radiator side is higher than the critical point temperature of CO 2 turns CO 2. That is, CO 2 does not condense on the radiator outlet side (the line segment BC does not intersect the saturated liquid line SL). In addition, the state of the radiator outlet side (point C) is determined by the discharge pressure of the compressor and the CO 2 temperature at the radiator outlet side, and the CO 2 temperature at the radiator outlet side is determined by the radiator capacity of the radiator and the outside air temperature (uncontrollable). Therefore, the temperature at the radiator outlet can not be controlled substantially. Accordingly, the state of the radiator outlet side (point C) can be controlled by controlling the discharge pressure (radiator outlet side pressure) of the compressor. That is, when the external air temperature is high, such as in summer, in order to secure sufficient cooling capacity (enthalpy difference), it is necessary to increase the radiator outlet pressure as indicated by EFGHE. Therefore, it is necessary to make the operating pressure of a compressor high compared with the refrigeration cycle using a conventional fron. As an example of a vehicle air conditioner, the operating pressure of the compressor is about 3 kg / cm 2 in the conventional R134 (pron), and is about 40 kg / cm 2 in the CO 2 , and the operating stop pressure is R134 (pron). It is about 100 kg / cm 2 in CO 2 compared to 15 kg / cm 2 .

여기서, 일반적인 스크롤 압축기는, 케이싱 내에, 단판의 일면측에 소용돌이형상 돌기가 형성된 고정스크롤과, 단판의 일면측에 소용돌이형상 돌기가 형성되고 이 소용돌이형상 돌기가 상기 고정스크롤의 상기 소용돌이형상 돌기와 조합되어 소용돌이형상의 압축실을 형성하는 선회스크롤을 구비하고, 상기 선회스크롤의 선회에 수반하여, 도입한 작동가스를 상기 압축실내에서 압축한 다음 토출하는 것이다. 그리고, 상술한 바와 같이 CO2를 작동가스로 한 운전압력이 높은 스크롤 압축기는작동가스의 누설에 의한 성능 저하의 영향이 크기 때문에, 이를 회피하기 위해 고정스크롤을 그 축 방향에 있어서만 이동을 허용 (움직일 수 있음) 하고, 이 고정스크롤의 배면을 배압블록으로 지지한 구성의 플로트 구조가 채용되어 있다.Here, a general scroll compressor has a fixed scroll in which a spiral protrusion is formed on one side of the end plate, and a spiral protrusion is formed on one side of the end plate, and the spiral protrusion is combined with the spiral protrusion of the fixed scroll. It is provided with the turning scroll which forms a spiral compression chamber, and with the turning of the turning scroll, the introduced working gas is compressed in the compression chamber and then discharged. As described above, since the scroll compressor having a high operating pressure using CO 2 as a working gas has a large effect of deterioration due to leakage of working gas, the fixed scroll can be moved only in the axial direction to avoid this. The float structure of the structure which supported the back surface of this fixed scroll by the back pressure block is employ | adopted.

그런데, 상술한 바와 같은 플로트 구조의 스크롤 압축기는, 필연적으로 압축 가스의 토출포트 (톱 클리어런스라도고 함) 를 고정스크롤의 단판 및 배면블록에 형성하고, 또 토출밸브를 상기 배압블록의 외측에 설치하지 않으면 안되어, 이 경우 톱 클리어런스 용적이 증대되기 때문에 큰 재압축 동력이 필요해져서, 결과적으로 성능이 저하된다.By the way, the above-mentioned float scroll compressor inevitably forms a discharge port (also referred to as a top clearance) of the compressed gas on the end plate and the rear block of the fixed scroll, and a discharge valve is provided outside the back pressure block. In this case, since the top clearance volume increases, a large recompression force is required, resulting in a decrease in performance.

본 발명은, 상기 종래기술이 갖는 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 토출포트의 용적을 최대한 저감하고, 재압축 동력을 낮게 억제하여 성능이 향상된 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and an object thereof is to provide a scroll compressor with improved performance by reducing the volume of the discharge port as much as possible and reducing the recompression power.

도 1 은 본 발명에 관한 스크롤 압축기의 일 실시형태의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a scroll compressor according to the present invention.

도 2 는 증기압축식 냉동 사이클을 나타내는 모식도.2 is a schematic diagram showing a vapor compression refrigeration cycle.

도 3 은 CO2의 몰리에르선도(Mollier chart).3 is a Mollier chart of CO 2 .

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

S …CO2사이클 1 …스크롤 압축기S… CO 2 cycle 1... Scroll compressor

1A …하우징 2 …하우징 본체1A. Housing 2... Housing body

4 …프론트 케이스 (크랭크 케이스) 5 …크랭크 샤프트4 … Front case (crankcase) 5. crankshaft

6 …메인베어링 8 …고정스크롤6. Main bearing 8. Fixed scroll

9 …선회스크롤 12 …볼트 (고정수단)9. Turning scroll 12.. Bolt (fixing means)

13 …배압블록 15 …저압실 (흡입실, 기계실)13. Back pressure block 15. Low pressure room (suction room, machine room)

16 …고압실 27 …자전방지 링16. High pressure chamber 27. Anti-rotation ring

28 …메커니컬 시일(샤프트 시일) 34 …토출포트 (톱 클리어런스)28. Mechanical seal (shaft seal) 34. Discharge port (top clearance)

35 …토출밸브35. Discharge valve

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 케이싱내에, 단판의 일면측에 소용돌이형상 돌기가 형성되고 축 방향으로만 이동이 가능한 고정스크롤과, 단판의 일면측에 소용돌이형상 돌기가 형성되고 이 소용돌이형상 돌기가 상기 고정스크롤의 상기 소용돌이형상 돌기와 조합되어 소용돌이형상의 압축실을 형성하는 선회스크롤과, 상기 고정스크롤의 배면을 지지하는 배압블록을 구비하고, 상기 선회스크롤의 선회에 수반하여, 도입한 작동가스를 상기 압축실내에서 압축한 다음 토출하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 단판에 상기 압축실에 연이어 통하는 토출포트가 형성되어 있고, 상기 배압블록은 그 내주면과 상기 고정스크롤의 상기 배면에서 고압실을 형성하는 링 형상의 것으로, 상기 토출포트를 개폐하기 위한 토출밸브가 상기 고압실에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention for achieving the above object is, in the casing, a vortex projection is formed on one side of the end plate and movable only in the axial direction, and a vortex protrusion is formed on one side of the end plate and the vortex protrusion is formed. And a swirling scroll which is combined with the swirling projection of the fixed scroll to form a swirling compression chamber, and a back pressure block supporting the rear surface of the fixed scroll, and introduced with the turning of the swinging scroll. And a discharge port communicating with the compression chamber in the end plate of the fixed scroll, wherein the back pressure block has an inner circumferential surface and a high pressure chamber at the rear surface of the fixed scroll. The ring-shaped to form a, the discharge valve for opening and closing the discharge port is the high It is characterized in that formed in the chamber.

상기 구성의 스크롤 압축기에서는 토출포트를 고정스크롤의 단판에만 형성하고, 또 이 토출포트를 개폐하기 위한 토출밸브를 직접 고정스크롤의 단판에 형성함으로써, 토출포트를 배압블록에 형성할 필요가 없고, 토출포트의 길이 및 용적을 작게 할 수 있다.In the scroll compressor having the above configuration, the discharge port is formed only on the end plate of the fixed scroll, and the discharge valve for opening and closing the discharge port is formed directly on the end plate of the fixed scroll, so that the discharge port does not need to be formed on the back pressure block. The length and volume of the pot can be reduced.

청구항 제 2 항과 같이, 상기 배압블록 및 상기 고정스크롤은 서로 별체의 것으로, 상기 배압블록을 상기 고정스크롤에 탈착이 자유롭게 고정하기 위한 고정수단을 구비하고 있기 때문에, 배압블록을 고정스크롤에 고정하기 전에 고정스크롤의 단판에 토출밸브를 설치해 둠으로써 이 토출밸브의 설치작업이 용이하게 됨과 동시에, 설치장소의 자유도가 높아진다.The method of claim 2, wherein the back pressure block and the fixed scroll is separate from each other, and since the back pressure block is provided with fixing means for detachably fixing the back pressure block to the fixed scroll, the back pressure block is fixed to the fixed scroll. By providing the discharge valve on the end plate of the fixed scroll beforehand, the installation work of the discharge valve is facilitated and the freedom of installation is increased.

그리고, 본 발명은, 청구항 제 3 항과 같이, 작동가스로서 이산화탄소를 사용한 냉동 사이클에 사용되는, 운전압력이 높은 스크롤 압축기에 적용하는 것이 효과적이다.In addition, the present invention is effectively applied to a scroll compressor having a high operating pressure, which is used in a refrigeration cycle using carbon dioxide as a working gas as in claim 3.

(발명의 실시 형태)(Embodiment of the Invention)

다음으로, 본 발명에 관한 스크롤 압축기의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.Next, an embodiment of the scroll compressor according to the present invention will be described with reference to the drawings.

우선, 본 발명의 스크롤 압축기를 구비한 CO2사이클에 대해서 도 2 를 참조하여 설명한다. 이 CO2사이클 (S) 은 예를 들면 차량용 공조장치에 적용한 것으로, (1) 은 기상상태의 CO2를 압축하는 스크롤 압축기이다. 스크롤 압축기 (1) 는 도시하지 않은 구동원 (예를 들면 엔진 등) 으로부터 구동력을 얻어 구동한다. (1a) 는 스크롤 압축기 (1) 에서 압축된 CO2를 외기 등과의 사이에서 열교환하여 냉각하는 방열기 (가스쿨러) 이고, (1c) 는 방열기 (1a) 출구측에서의 CO2온도에 따라 방열기 (1a) 출구측 압력을 제어하는 압력제어밸브이다. CO2는 이 압력제어밸브 (1b) 및 스로틀 (1c) 에 의해 갑압되어 저온저압의 기액 (氣液) (2) 상 상태의 CO2로된다. (1d) 는 차실내의 공기냉각 수단을 이루는 증발기 (흡열기) 로, 기액 (2) 상 상태의 CO2는 증발기 (1d) 내에서 기화 (증발) 될 때에 차실내 공기로부터 증발잠열을 빼앗아 차실내 공기를 냉각한다. (1e) 는 기상 상태의 CO2를 일시적으로 축적하는 어큐뮬레이터 (축압기) 이다. 그리고, 스크롤 압축기 (1), 방열기 (1a), 압력제어밸브 (1b), 쓰로틀 (1c), 증발기 (1d) 및 어큐뮬레이터 (1e) 는 각각 배관 (1f) 에 의해 접속되어 폐회로를 형성하고 있다.First, the CO 2 cycle provided with the scroll compressor of the present invention will be described with reference to FIG. 2. This CO 2 cycle S is applied to, for example, a vehicle air conditioner, and (1) is a scroll compressor that compresses CO 2 in a gaseous state. The scroll compressor 1 drives by obtaining a driving force from a drive source (for example, an engine, etc.) not shown. (1a) is a radiator (gas cooler) for cooling the CO 2 compressed by the scroll compressor (1) by exchanging heat with outside air and the like, and (1c) is a radiator (1a) according to the CO 2 temperature at the outlet side of the radiator (1a). Pressure control valve that controls the outlet pressure. The CO 2 is boosted by the pressure control valve 1b and the throttle 1c to be CO 2 in the gas-liquid phase 2 at low temperature and low pressure. (1d) is an evaporator (heat absorber) which forms an air cooling means in the vehicle compartment. When CO 2 in the gas-liquid (2) phase is vaporized (evaporated) in the evaporator (1d), Cool the room air. (1e) is an accumulator (accumulator) which temporarily accumulates CO 2 in a gaseous state. And the scroll compressor 1, the radiator 1a, the pressure control valve 1b, the throttle 1c, the evaporator 1d, and the accumulator 1e are connected by the piping 1f, respectively, and form the closed circuit.

다음으로, 스크롤 압축기 (1) 의 일 실시형태에 대해 도 1 를 참조하여 설명한다. 스크롤 압축기 (1) 의 하우징 (1A: 케이싱) 은, 컵 형상의 케이스 본체 (2) 와, 이것에 볼트에 의해 조임 연결된 프론트 케이스 (4: 크랭크 케이스) 로 구성되어 있다. 크랭크 샤프트 (5) 는 프론트 케이스 (4) 를 관통하고, 메인베어링 (6) 및 서브베어링 (7) 를 사이에 두고 프론트 케이스 (4) 에 회전이 자유롭게지지되어 있다. 크랭크 샤프트 (5) 에는 도시하지 않은 차량엔진의 회전이 공지의 전자클러치 (32) 를 통하여 전동되도록 되어 있다. 또, 도면부호 (32a, 32b) 는 각각 전자클러치 (32) 의 코일 및 풀리 (pulley) 를 나타내고 있다.Next, one Embodiment of the scroll compressor 1 is demonstrated with reference to FIG. The housing 1A (casing) of the scroll compressor 1 is composed of a cup-shaped case main body 2 and a front case 4 (crankcase) fastened to this by bolts. The crankshaft 5 penetrates the front case 4, and rotation is supported by the front case 4 freely with the main bearing 6 and the sub bearing 7 in between. In the crankshaft 5, rotation of a vehicle engine (not shown) is transmitted through a known electromagnetic clutch 32. Reference numerals 32a and 32b denote coils and pulleys of the electromagnetic clutch 32, respectively.

하우징 (1A) 의 내부에는 고정스크롤 (8) 및 선회스크롤 (9) 이 배설되어 있다.The fixed scroll 8 and the revolving scroll 9 are disposed inside the housing 1A.

고정스크롤 (8) 은 단판 (10) 과 그 내면에 입설된 소용돌이형상 돌기 (랩: 11) 를 구비하고, 이 단판 (10) 의 배면에는 링 형상의 배압블록 (13) 이 고정수단으로서의 복수개의 볼트 (12) 에 의해 분해 가능하도록 고정되어 있다. 배압블록 (13) 의 내주면 및 외주면에는 0 링 (14a, 14b) 이 각각 매설되어 있고, 이들 O 링 (14a, 14b) 은 케이스 본체 (2) 의 내주면에 밀접하고, 케이스 본체 (2) 내의 저압실 (15: 흡입실) 로부터 후술하는 고압실 (토출 챔버: 16) 이 격리되어 있다. 이 고압실 (16) 은 배압블록 (13) 의 소경(小徑)내 공간 (13a) 과, 소경내 공간 (13a) 에 연속하여 형성된 대경내 공간 (13b) 과, 고정스크롤 (8) 의 단판 (10) 의 배면에 대경내 공간 (13b) 과 연이어 통하도록 형성된 오목부 (10a) 로 구성되어 있다. 고정스크롤 (8) 의 단판 (10) 에는 토출포트 (34: 톱 클리어런스) 가 뚫려 형성되어 있고, 이 토출포트 (34) 를 개폐하기 위한 토출밸브 (35) 가 상기 오목부 (10a) 에 설치되어 있다.The fixed scroll (8) is provided with a end plate (10) and a spiral protrusion (wrap: 11) placed on an inner surface thereof, and a ring-shaped back pressure block (13) is provided on the rear surface of the end plate (10) as a fixing means. The bolt 12 is fixed so that it can be disassembled. Zero rings 14a and 14b are embedded in the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the back pressure block 13, respectively, and these O rings 14a and 14b are in close contact with the inner circumferential surface of the case body 2 and have a low pressure in the case body 2. The high pressure chamber (discharge chamber 16) mentioned later is isolate | separated from the chamber 15: the suction chamber. The high pressure chamber 16 includes a small-diameter inner space 13a of the back pressure block 13, a large-diameter inner space 13b continuously formed in the small-diameter inner space 13a, and a end plate of the fixed scroll 8. It is comprised by the recessed part 10a formed so that the back surface of 10 may communicate with the large-diameter space 13b. A discharge port 34 (top clearance) is formed in the end plate 10 of the fixed scroll 8, and a discharge valve 35 for opening and closing the discharge port 34 is provided in the recess 10a. have.

선회스크롤 (9) 은 단판 (17) 과 그 내면에 입설된 소용돌이형상 돌기 (랩: 18) 를 구비하고, 이 소용돌이형상 돌기 (18) 는 상기 고정스크롤 (8) 의 소용돌이형상 돌기 (11) 와 실질적으로 동일한 형상을 가지고 있다.The orbiting scroll 9 includes a end plate 17 and a spiral protrusion (wrap 18) formed on an inner surface thereof, and the spiral protrusion 18 is provided with a spiral protrusion 11 of the fixed scroll 8. Have substantially the same shape.

고정스크롤 (8) 과 프론트 케이스 (4) 의 사이에는 링 형상의 판 스프링 (20a) 이 배치되어 있고, 이 판 스프링 (20a) 은 복수의 볼트 (21b) 에 의해 둘레방향으로 번갈아 고정스크롤 (8) 및 프론트 케이스 (4) 에 조임 연결되어 있다. 이로 인해, 고정스크롤 (8) 은 그 축 방향에 있어서만 판 스프링 (20a) 의 최대 휨량만큼 이동이 허용되어 있다 (플로트 구조). 또, 링 형상의 판 스프링 (20a) 및 볼트 (20b) 에 의해 고정스크롤 지지장치 (20: 축방향 컴플라이언스 지지장치) 가 구성되어 있다. 상기 배압블록 (13) 의 배면돌출부와 하우징 (1A) 과의 사이에는 극간 (c) 이 형성되어 있기 때문에, 이 배압블록 (13) 은 상기 축 방향으로 이동이 가능하게 되어 있다. 고정스크롤 (8) 과 선회스크롤 (9) 은, 상호 공전선회 반경만큼 편심하고, 또 180。 만큼 위상을 어긋나게 하여 도시한 것과 같이 맞물려지고, 소용돌이형상 돌기 (11) 의 선단에 매설된 팁시일 (도시생략) 은 단판 (17) 의 내면에 밀접하고, 소용돌이형상 돌기 (18) 의 선단에 매설된 팁시일 (도시생략) 은 단판 (10) 의 내면에 밀접하며, 또 소용돌이형상 돌기 (11,18) 의 측면에 상호 복수 곳에서 밀접한다. 이로 인해, 소용돌이형상의 중심에 대해 거의 점대칭을 이루는 복수의 밀폐공간 (21a,21b) 이 한계된다. 고정스크롤 (8) 과 선회스크롤 (9) 의 사이에는, 선회스크롤 (9) 의 자전을 저지하고 공전을 허용하는 자전방지 링 (27: 올덤 커플링) 이 형성되어 있다.A ring-shaped leaf spring 20a is disposed between the fixed scroll 8 and the front case 4, and the leaf spring 20a is alternately fixed in the circumferential direction by a plurality of bolts 21b. ) And front case (4). For this reason, the fixed scroll 8 is allowed to move by the maximum amount of deflection of the leaf spring 20a only in the axial direction (float structure). Moreover, the fixed scroll support device 20 (axial compliance support device) is comprised by the ring-shaped leaf spring 20a and the bolt 20b. Since the clearance gap c is formed between the back protrusion part of the said back pressure block 13, and the housing 1A, this back pressure block 13 is movable in the said axial direction. The fixed scroll 8 and the turning scroll 9 are eccentric by mutual revolving radius, and are interlocked as shown in the figure by 180 °, and embedded in the tip of the spiral protrusion 11 ( (Not shown) is close to the inner surface of the end plate 17, and the tip seal (not shown) embedded at the tip of the spiral projection 18 is close to the inner surface of the end plate 10, and the spiral projections 11 and 18 are shown. Close to each other in plural places. As a result, the plurality of sealed spaces 21a and 21b which are almost point symmetrical with respect to the center of the vortex are limited. Between the fixed scroll 8 and the turning scroll 9, an anti-rotation ring 27 (Oldham Coupling) is provided which prevents rotation of the turning scroll 9 and allows it to rotate.

단판 (17) 의 외면 중앙부에 형성된 원통상의 보스(22) 의 내부에는 드라이브 부시 (23) 가 래디얼베어링을 겸한 선회베어링 (24: 드라이브 베어링) 을 사이에 두고 회전운동이 자유롭게 수용되고, 이 드라이브 부시 (23) 에 뚫려 형성된 관통구멍 (25) 내에는 크랭크 샤프트 (5) 의 내단 (內端) 에 형성된 편심축 (26) 이 회전운동이 자유롭게 감합되어 있다. 또, 단판 (17) 의 외면의 바깥둘레 가장자리와 프론트 케이스 (4) 의 사이에는 선회스크롤 (9) 을 지지하기 위한 스러스트 볼 베어링 (19) 이 배치되어 있다.In the inside of the cylindrical boss 22 formed in the center part of the outer surface of the end plate 17, the drive bush 23 freely receives the rotational movement between the rotating bearings 24 (drive bearings) which also serve as a radial bearing, and this drive In the through-hole 25 formed by the bush 23, the eccentric shaft 26 formed in the inner end of the crankshaft 5 is fitted with the rotational motion freely. Moreover, the thrust ball bearing 19 for supporting the turning scroll 9 is arrange | positioned between the outer periphery edge of the outer surface of the end plate 17, and the front case 4. As shown in FIG.

크랭크 샤프트 (5) 의 바깥둘레에는, 축봉(軸封)장치로서의 공지된 메커니컬 시일 (28: 샤프트 시일) 이 배치되어 있고, 이 메커니컬 시일 (28) 은 프론트 케이스 (4) 에 고정된 시트 링 (28a) 과, 크랭크 샤프트 (5) 와 함께 회전하는 종동(從動) 링 (28b) 을 구비하고, 이 종동 링 (28b) 은 힘을 인가하는 부재 (28c) 에 의해 시트 링 (28a) 에 압접되어 있기 때문에, 크랭크 샤프트 (5) 의 회전에 수반하여 시트 링 (28a) 에 대해 슬라이딩한다.On the outer circumference of the crankshaft 5, a known mechanical seal 28 (shaft seal) as an axial rod device is disposed, and the mechanical seal 28 is a seat ring (fixed to the front case 4). 28a and a driven ring 28b which rotates together with the crankshaft 5, and this driven ring 28b is press-contacted to the seat ring 28a by a member 28c for applying a force. Since it is made, it slides with respect to the seat ring 28a with rotation of the crankshaft 5.

다음으로, 상기 스크롤 압축기 (1) 의 동작에 대해 설명한다.Next, the operation of the scroll compressor 1 will be described.

전자 클러치 (32) 의 코일 (32a) 에 통전하여 차량 엔진의 회전을 크랭크 샤프트 (5) 에 전동시키면, 크랭크 샤프트 (5) 의 회전은 편심축 (26), 관통구멍 (25), 드라이브 부시 (23), 선회베어링 (24), 보스 (22) 로 이루어지는 선회구동 기구를 통해 선회스크롤 (9) 이 구동되고, 선회스크롤 (9) 은 자전방지 링 (27) 에 의해 그 자전이 저지되면서 공전선회 반경을 반경으로 하는 원궤도 상을 공전선회 운동한다.When the coil 32a of the electromagnetic clutch 32 is energized and the rotation of the vehicle engine is transmitted to the crankshaft 5, the rotation of the crankshaft 5 causes the eccentric shaft 26, the through-hole 25, and the drive bush ( 23, the turning scroll 9 is driven by the turning drive mechanism consisting of the turning bearing 24 and the boss 22, and the turning scroll 9 is revolving while the rotation is blocked by the rotation preventing ring 27. Orbiting the circular orbit with radius as the radius.

선회스크롤 (9) 이 공전선회 운동하면 쌍방의 소용돌이형상 돌기 (11,18) 의 선접촉부가 점차로 소용돌이의 중심 방향으로 이동하고, 그 결과 밀폐공간 (21a,21b: 압축실) 의 용적이 감소되면서 소용돌이의 중심방향으로 이동한다.이에 수반하여 흡입구 (도시생략) 를 통과하여 흡입실 (15) 로 유입된 작동가스 (화살표 A 참조) 가 쌍방의 소용돌이형상 돌기 (11,18) 의 바깥 종단개구부에서 밀폐공간 (21a) 안으로 들어가고, 압축되면서 중심부 (21c) 에 도달하여, 여기서부터 고정스크롤 (8) 의 단판 (10) 에 뚫려 형성된 토출포트 (34) 를 통과하고, 토출밸브 (35) 를 눌러 열어서 고압실 (16) 로 토출되고, 다시 토출구로 (38) 부터 유출된다. 이렇게, 선회스크롤 (9) 의 선회에 의해, 흡입실 (15) 에서 도입한 유체를 상기 밀폐공간 (21a,21b) 안에서 압축하고, 이 압축가스를 토출한다.When the orbiting scroll 9 rotates in revolution, the line contact portions of both vortex protrusions 11 and 18 gradually move toward the center of the vortex, and as a result, the volume of the sealed spaces 21a and 21b (compression chamber) decreases. In the direction of the vortex, the working gas (see arrow A) flowing through the suction port (not shown) into the suction chamber 15 (see arrow A) is provided at the outer end openings of both vortex protrusions 11 and 18. It enters the sealed space 21a, reaches the center portion 21c while being compressed, passes through the discharge port 34 formed through the end plate 10 of the fixed scroll 8 from there, and presses the discharge valve 35 to open. It discharges to the high pressure chamber 16, and flows out from the discharge port 38 again. In this way, by the turning of the turning scroll 9, the fluid introduced into the suction chamber 15 is compressed in the sealed spaces 21a and 21b, and the compressed gas is discharged.

전자클러치 (32) 의 코일 (32a) 로의 통전을 해제하여 크랭크 샤프트 (5) 로의 회전력의 전동을 끊으면, 스크롤 압축기 (1) 의 운전은 정지된다. 그리고, 전자클러치 (32) 의 코일 (32a) 로 다시 통전하면, 스크롤 압축기 (1) 가 재기동된다.When the energization of the electromagnetic clutch 32 to the coil 32a is canceled and transmission of the rotational force to the crankshaft 5 is stopped, the operation of the scroll compressor 1 is stopped. And when energized again by the coil 32a of the electromagnetic clutch 32, the scroll compressor 1 will be restarted.

상기 구성의 스크롤 압축기 (1) 에서는 토출포트 (34: 톱 클리어런스) 를 고정스크롤 (8) 의 단판 (10) 에만 형성하고, 또 이 토출포트 (34) 를 개폐하기 위한 토출밸브 (35) 를 직접 고정스크롤 (8) 의 단판 (10) 에 설치함으로써, 토출포트 (34) 를 배압블록 (13) 에 형성할 필요가 없고, 토출포트 (34) 의 길이 및 용적을 작게 할 수 있다. 따라서, 압축기의 재압축 동력을 낮게 억제하여 성능이 향상된다.In the scroll compressor 1 having the above structure, the discharge port 34 (top clearance) is formed only on the end plate 10 of the fixed scroll 8, and the discharge valve 35 for opening and closing the discharge port 34 is directly By providing the end plate 10 of the fixed scroll 8, it is not necessary to form the discharge port 34 in the back pressure block 13, and the length and volume of the discharge port 34 can be reduced. Therefore, the recompression power of the compressor is suppressed low, thereby improving the performance.

또, 배압블록 (13) 및 고정스크롤 (8) 은 서로 별체의 것으로, 배압블록 (13) 을 고정스크롤 (8) 에 볼트 (12: 고정수단) 로 탈착이 자유롭게 고정함으로써, 배압블록 (13) 을 고정스크롤 (8) 에 고정하기 전에 고정스크롤 (8) 의 단판(10) 에 토출밸브 (35) 를 용이하게 설치할 수 있고, 또한 설치장소의 자유도가 높아진다.In addition, the back pressure block 13 and the fixed scroll 8 are separate from each other, and the back pressure block 13 is freely fixed to the fixed scroll 8 with a bolt 12 (fixing means). The discharge valve 35 can be easily installed on the end plate 10 of the fixed scroll 8 before fixing it to the fixed scroll 8, and the degree of freedom of the installation site is increased.

상기 각 실시형태에서는 개방형 압축기를 CO2를 작동가스로 하는 CO2사이클에 적용했으나, 이에 한정하지 않고 통상의 프론 등을 작동가스로 하는 증기압축식 냉동 사이클에 적용할 수도 있다.In the described embodiments, but applies to the compressor open to CO 2 cycle in which the CO 2 as the working gas, the conventional chlorofluorocarbon such as, without limitation may be applied to a vapor compression refrigeration cycle in which a working gas.

본 발명은 이상에서 설명한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 다음에 기재하는 효과를 나타낸다.Since this invention is comprised as demonstrated above, the effect of following is shown.

청구항 제 1 항에 기재된 발명은, 토출포트를 고정스크롤의 단판에만 형성하고, 또 이 토출포트를 개폐하기 위한 토출밸브를 직접 고정스크롤의 단판에 설치함으로써, 토출밸브를 배압블록에 형성할 필요가 없고, 토출포트의 길이 및 용적을 작게 할 수 있다. 따라서, 재압축 동력을 낮게 억제하여 에너지절약화 및 성능 향상을 도모할 수 있다.In the invention according to claim 1, it is necessary to form the discharge valve in the back pressure block by forming the discharge port only on the end plate of the fixed scroll, and providing the discharge valve for opening and closing the discharge port directly on the end plate of the fixed scroll. The length and volume of the discharge port can be reduced. Therefore, the recompression power can be suppressed low, and energy saving and performance improvement can be aimed at.

청구항 제 2 항에 기재된 발명은, 배압블록을 고정스크롤에 고정하기 전에 고정스크롤의 단판에 토출밸브를 설치해 둠으로써, 이 토출밸브의 설치 작업이 용이해짐과 동시에, 설치장소의 자유도가 높아진다.In the invention according to claim 2, the discharge valve is provided on the end plate of the fixed scroll before the back pressure block is fixed to the fixed scroll, thereby facilitating the installation work of the discharge valve and increasing the freedom of the installation place.

그리고, 본 발명은 청구항 제 3 항과 같이 작동가스로서 이산화탄소를 사용한 냉동 사이클에 사용되는, 운전압력이 높은 스크롤 압축기에 적용함으로써 상기 효과가 특히 유효하게 된다.The present invention is particularly effective by applying to a scroll compressor having a high operating pressure, which is used in a refrigeration cycle using carbon dioxide as a working gas as in claim 3.

Claims (3)

케이싱 내에, 단판(端板)의 일면측에 소용돌이형상 돌기가 형성되고 축 방향으로의 이동만이 가능한 고정스크롤과, 단판의 일면측에 소용돌이형상 돌기가 형성되고 이 소용돌이형상 돌기가 상기 고정스크롤의 상기 소용돌이형상 돌기와 조합되어 소용돌이형상의 압축실을 형성하는 선회스크롤과, 상기 고정스크롤의 배면을 지지하는 배압 (背壓) 블록을 구비하고, 상기 선회스크롤의 선회에 수반하여, 도입한 작동가스를 상기 압축실내에서 압축한 다음 토출하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 단판에 상기 압축실로 연이어 통하는 토출포트가 형성되어 있고, 상기 배압블록은 그 내주면과 상기 고정스크롤의 상기 배면에서 고압실을 형성하는 링 형상의 것으로, 상기 토출포트를 개폐하기 위한 토출밸브가 상기 고압실에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.In the casing, a fixed scroll capable of forming a spiral protrusion on one side of the end plate and moving only in the axial direction, and a spiral protrusion formed on one side of the end plate, the spiral protrusion of the fixed scroll A turning scroll which is combined with the spiral projection to form a spiral compression chamber, and a back pressure block supporting the rear surface of the fixed scroll; In a scroll compressor that compresses and then discharges in the compression chamber, a discharge port communicating with the compression chamber is formed on the end plate of the fixed scroll, and the back pressure block forms a high pressure chamber on the inner circumferential surface and the back surface of the fixed scroll. Ring-shaped, and a discharge valve for opening and closing the discharge port is formed in the high pressure chamber. The scroll compressor according to claim a. 제 1 항에 있어서, 상기 배압블록 및 상기 고정스크롤은 서로 별체의 것으로, 상기 배압블록을 상기 고정스크롤에 탈착이 자유롭게 고정하기 위한 고정수단을 구비하고 있는 스크롤 압축기.The scroll compressor according to claim 1, wherein the back pressure block and the fixed scroll are separate and provided with fixing means for detachably fixing the back pressure block to the fixed scroll. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 작동가스가 이산화탄소인 스크롤 압축기.The scroll compressor according to claim 1 or 2, wherein the working gas is carbon dioxide.
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